一种长寿命荧光纳米探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种长寿命荧光纳米探针及其制备方法和应用。长寿命荧光纳米探针原料包括：(1)客体材料：热活化延迟荧光材料；(2)主体材料；(3)两亲性聚合物材料。采用主客体掺杂的方法制备长寿命热活化延迟荧光纳米探针，得到的荧光纳米探针具有长寿命、显著减弱TTA效应、高荧光量子效率、稳定性好等优点，可以用于生物探针中，扩展了热活化延迟荧光材料的应用范围。

A long-life fluorescent nanoprobe and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种长寿命荧光纳米探针及其制备方法和应用
本专利技术涉及纳米探针及其制备方法和应用，特别涉及一种长寿命荧光纳米探针及其制备方法和应用。
技术介绍
荧光成像具有灵敏度高、空间分辨率高、使用方便等特点，是一种应用广泛、功能强大的复杂生物环境成像方法。特别是以特异性荧光纳米探针作为生物成像检测介质，由于其光学信号转导方便、灵敏度高、响应速度快等优点，已经被人们研究了十几年。因此在设计不同荧光纳米探针作为生物成像应用已经表现出越来越大的兴趣(Koo，Heebeom，etal.NanoToday6.2(2011)：204-220)。纳米探针的荧光信号的强度、波长等指标都可以作为成像信号，不过，仅仅利用荧光发光强度信号作为样品检测和荧光成像指标时，探针所处的复杂生理环境(局域探针浓度、激发光源稳定性和组织自发光灯)易受到背景荧光和散射光的干扰，为了克服这些缺点，许多长波长荧光团被广泛应用，但它们具有较低的光稳定性、较低的荧光量子产率、较小的斯托克斯位移和较短的荧光寿命(XiongX，SongF，WangJ，etal.JournaloftheAmericanChemicalSociety，2014，136(27)：9590-9597)。虽然有机近红外荧光探针具有相似的优点，但是它们普遍具有较小的斯托克斯(Stocks)位移，会导致重新吸收发射的光子，产生不希望的弱发射和背景干扰。为了克服普通荧光探针的这些缺点，将其作为可实际应用的探针，长寿命纳米荧光探针的使用可有效地减弱甚至避免这些不利因素，因为时间分辨成像不仅可以降低激发光源的能量干扰，还可以消除短暂的背景荧光，提高信噪比。在长寿命荧光材料中，热活化延迟荧光(TADF)材料凭借其长达毫秒甚至秒级的荧光寿命、高达100％的内量子效率，以及同比普通荧光分子具有较高的荧光量子效率等优点，被广泛应用于OLED中，但是鲜少被应用于生物纳米探针，应用的领域较为狭窄。那是由于普遍的热活化延迟荧光分子均具有比较严重的三重态-三重态湮灭效应(TTA)，单独被应用时无法达到其该有的长寿命而且会发生荧光猝灭等不利现象，必须要选择合适的主体材料与其进行掺杂，抑制材料的TTA效应。为此开发并应用一种新型制备热活化延迟荧光纳米颗粒的方法是很有必要的。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术目的是提供具有长寿命、显著减弱TTA效应、高荧光量子效率、稳定性好等优点的荧光纳米探针。本专利技术的另一目的是提供所述长寿命荧光纳米探针的制备方法。本专利技术的最后一个目的是提供所述的长寿命荧光纳米探针在生物探针中的应用。技术方案：本专利技术提供一种长寿命荧光纳米探针，原料包括：(1)客体材料：热活化延迟荧光材料；(2)主体材料；(3)两亲性聚合物材料。进一步地，所述客体材料为将X、Y任意组合，可相同或不同，其中R为具有4～12个碳原子的直链烷基、具有4～12个碳原子的支链烷基、具有4～12个碳原子的烷氧基苯基、氢原子、苯基或四苯基乙烯。进一步地，所述主体材料为如下任意一种，进一步地，所述两亲性聚合物材料为二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000-5000(DSPE-PEG2000-5000)或聚苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物。所述的长寿命荧光纳米探针的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将所述客体材料、主体材料、两亲性聚合物材料分别溶于四氢呋喃，分别得到溶液A、B、C；(2)分别从溶液A、B、C中取出部分溶液混合，混合后的溶液经超声、过滤，备用；(3)将步骤(2)中的混合溶液注入正在超声的超纯水中，减压蒸馏、过滤、回收，即可。进一步地，所述客体材料、主体材料的质量浓度比为1/9～3/7。浓度比太高，会导致所得纳米颗粒亮度和寿命较低，无法在很大程度上减弱热活化延迟荧光材料的TTA效应；浓度比太低，也就是掺杂的主体的量较大，会导致颗粒尺寸整体较大，甚至会发生聚集，无法形成纳米颗粒。进一步地，包括如下步骤：(1)将客体材料、主体材料、两亲性聚合物材料分别溶于四氢呋喃后，分别得到溶液A、B、C，客体材料、主体材料、两亲性聚合物材料的浓度分别为0.20mg/ml～0.30mg/ml、0.40mg/ml～1.56mg/ml、0.80mg/ml～3.20mg/ml；(2)分别从溶液A、B、C中取0.5～1.0ml混合，混合后溶液中三种材料的浓度分别为0.07mg/ml～0.1mg/ml、0.13mg/ml～0.52mg/ml、0.27mg/ml～1.07mg/ml，将混合后的溶液超声6～9min，过滤，备用；(3)取步骤(2)中的溶液2～4ml，注入正在超声的10～20ml的超纯水中，超声7～10min，减压蒸馏到需要的浓度，最后过滤、回收，即可。本专利技术优选的制备方法，包括如下步骤：(1)将客体材料、主体材料、两亲性聚合物材料分别溶于四氢呋喃后，分别得到溶液A、B、C，客体材料、主体材料、两亲性聚合物材料的浓度分别为0.20mg/ml～0.30mg/ml、0.40mg/ml～1.56mg/ml、0.80mg/ml～3.20mg/ml；(2)分别从溶液A、B、C中取0.5～1.0ml混合，混合后溶液中三种材料的浓度分别为0.07mg/ml～0.1mg/ml、0.13mg/ml～0.52mg/ml、0.27mg/ml～1.07mg/ml，将混合后的溶液超声6～9min，过滤，备用；(3)取步骤(2)中的溶液2～4ml，注入正在超声的10～20ml的超纯水中，超声7～10min，减压蒸馏到需要的浓度，最后过滤、回收，即可。所述的长寿命荧光纳米探针在生物探针中的应用。有益效果：本专利技术采用主客体掺杂的方法制备长寿命热活化延迟荧光纳米探针，大大减弱了热活化延迟荧光材料的TTA效应，将热活化延迟荧光材料的长寿命、高荧光量子效率等优点体现在生物荧光探针中，扩展了热活化延迟荧光材料的应用范围；相比一般的长寿命荧光材料进入胞内后寿命会衰减几十甚至几百倍，而利用主客体掺杂的方法制备的纳米颗粒，进入胞内后寿命仅衰减一倍，可能仅仅是胞内组织自身的代谢所致，而非纳米颗粒不稳定所产生的寿命衰减；本专利技术制备方法简单、便于操作，显著降低了人力成本。附图说明图1为本专利技术中所用的热活化延迟荧光分子A3的分子模拟图；图2为本专利技术中所用的热活化延迟荧光分子A3的氧化还原曲线图；图3为本专利技术中所用的热活化延迟荧光分子A3的光物理表征图；图4为本专利技术中掺杂不同主体材料的纳米颗粒的紫外吸收谱图；图5为本专利技术中掺杂不同主体材料的纳米颗粒的荧光光谱图；图6为本专利技术中掺杂不同主体材料的纳米颗粒的寿命谱图；图7为本专利技术中掺杂主体CBP纳米颗粒(A3(CBP)NPs)的透射电子显微镜图；图8为本专利技术中掺杂主体CBP纳米颗粒(A3(CBP)NPs)在Hela细胞孵育24小时后的MTT图；图9为本专利技术中掺杂主体CBP纳米颗粒(A3(CBP)NPs)15μM在Hela细胞孵育6小时后在60倍镜下的寿命共聚焦成像图。具体实施方式实施例1本实施例提供了红光热活化延迟荧光分子A3以及两亲性聚合物DSPE-PEG2000的结构式如下：本实施例选择的A3分子合成方法简单，易提纯。选择蒽醌中间体，一方面蒽醌具有较强的吸电子能力，是较好的受体结构。且蒽醌的加入使整个分子成为了红光材料，降低了对生物组织的伤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长寿命荧光纳米探针，其特征在于：原料包括：(1)客体材料：热活化延迟荧光材料；(2)主体材料；(3)两亲性聚合物材料。

【技术特征摘要】
1.一种长寿命荧光纳米探针，其特征在于：原料包括：(1)客体材料：热活化延迟荧光材料；(2)主体材料；(3)两亲性聚合物材料。2.根据权利要求1所述的长寿命荧光纳米探针，其特征在于：所述客体材料为将X、Y任意组合，可相同或不同，其中R为具有4～12个碳原子的直链烷基、具有4～12个碳原子的支链烷基、具有4～12个碳原子的烷氧基苯基、氢原子、苯基或四苯基乙烯。3.根据权利要求1所述的长寿命荧光纳米探针，其特征在于：所述主体材料为如下任一种：4.根据权利要求1所述的长寿命荧光纳米探针，其特征在于：所述两亲性聚合物材料为二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000-5000或聚苯乙烯-马来酸酐嵌段共聚物。5.如权利要求1所述的长寿命荧光纳米探针的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将所述客体材料、主体材料、两亲性聚合物材料分别溶于四氢呋喃，分别得到溶液A、B、C；(2)分别从溶液A、B、C中取出部分溶液混合，混合后的溶液经超声、过滤，备用；(3)将步骤(2)中的混合溶液注入正在超声的超纯水中，减压蒸馏、过滤、回收...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅妮娜，叶梦飞，田思雨，华敏艺，汪联辉，刘书利，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32